CN112543776A - 可聚合组合物及由其制备的光学材料 - Google Patents
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Abstract
本实施方案涉及一种可聚合组合物及由其制备的光学材料，所述的光学材料具有优异的耐光性和最小化的颜色缺陷，更具体地，根据一实施方案的可聚合组合物包括作为主要吸收波长的紫外线吸收剂，在紫外线区域内具有长波长区域或短波长区域中的任一个，其中所述的紫外线吸收剂在可见光区域不吸收。因此，所述的可聚合组合物可用于提供具有优异的耐光性和最小的颜色缺陷的光学材料。
Description
技术领域
实施方案涉及一种包括两种以上类型的彼此具有不同的主要吸收波长的紫外线吸收剂的可聚合组合物，以及由其制备的具有优异的耐光性和最小化的颜色缺陷的光学材料。
背景技术
由于与使用无机材料(例如玻璃)制成的光学材料相比，使用塑料的光学材料重量轻、不易破碎且染色性优异，因此它们被广泛用作眼镜镜片、照相机镜片等光学材料。其中，由通过聚合多硫醇化合物和多异氰酸酯化合物获得的聚硫氨酯类聚合物制备的光学材料由于它们优异的物理性质(例如高折射率、高阿贝数和高强度)而被广泛使用。
然而，使用如上所述的塑料的光学材料缺乏耐光性，因此存在当它们长时间暴露于阳光下时容易泛黄的问题。为了减轻该问题，将紫外线吸收剂添加到可聚合组合物中可以增强耐光性。然而，如果添加紫外线吸收剂，则塑料光学材料变黄，从美观的角度来看，这是一个问题，并且难以确保整个紫外线区域中的耐光性。
例如，日本专利号3538332公开了一种由塑料透镜用组合物形成的塑料透镜，其包括最大吸收波长为345nm以上的紫外线吸收剂。
此外，日本专利号4334633公开了一种塑料透镜用的聚合组合物，其包括分子量为360以下的苯并三唑类紫外线吸收剂。
发明详细描述
技术问题
然而，在日本专利号3538332和4334633中公开的透镜仍存在颜色差和耐光性差的问题。
为了解决上述问题，实施方案的目的是提供用于制备具有优异的耐光性和最小化的颜色缺陷的光学材料的可聚合组合物，由该可聚合组合物制备的光学材料及其制备方法。
技术问题的解决方案
根据一实施方案，可聚合组合物包括一种或多种类型的多硫醇化合物；一种或多种类型的多异氰酸酯化合物；一种或多种类型的第一紫外线吸收剂，其主要吸收波长(λ1)在320nm至350nm的波长范围内；和一种或多种类型的第二紫外线吸收剂，其主要吸收波长(λ1’)在250nm至300nm的波长范围内。
根据一实施方案的光学材料由所述的可聚合组合物制备。
根据一实施方案的制备光学材料的方法包括将所述的可聚合组合物注入模具中，然后对其进行热固化。
发明的有益效果
根据一实施方案的可聚合组合物包含在紫外线区域中长波长范围作为主要吸收波长的紫外线吸收剂和在短波长范围中作为主要吸收波长的紫外线吸收剂，其中紫外线吸收剂不吸收可见光。
因此，使用所述的可聚合组合物可以提供具有优异的耐光性和最小化的颜色缺陷的光学材料。
附图说明
图1显示了化学式1至6所示的化合物的紫外光谱。
图2显示了化学式7至13所示的化合物的紫外光谱。
本发明最佳的实施方式
专业术语
除非另有说明或定义，本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的技术人员通常理解的含义。
除非另有说明，所有百分比、份数、比例等均以重量计。
在本说明书中，当一部分被称为“包括”一个元件时，应理解可以为包括其它元件，而不是排除其它元件，除非另有特别说明。
在所有情况下，本文使用的用于表示组分的量、特征(例如分子量)、反应条件等的所有数字都应理解为用术语“约”修饰。
本文中使用了术语第一、第二等来描述各种元件时，这些元件不应受到术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分。
在本说明书中，“最小化的颜色缺陷”是指在暴露于阳光下时光学材料发黄引起的颜色缺陷现象最小化，当向可聚合组合物中添加紫外线吸收剂时使光学材料发黄时出现的颜色缺陷现象最小化，或两者兼而有之。
在本说明书中，“主要吸收波长”定义为在使用紫外线光谱的紫外线吸收剂的吸收(吸光度)模式下测得的图中微分值从(+)变为(-)的拐点。取决于紫外线吸收剂的类型，可以存在一个或多个，特别是一个或两个主要吸收波长。将“主要吸收波长”中具有最大吸收强度的波长定义为“最大吸收波长(λmax)”。每个紫外线吸收剂在最大吸收波长处具有最大的紫外线阻挡效果。
在本说明书中，“总透光率”是指通过使用紫外-可见分光光度计对制备具有一定厚度和直径的光学材料样品，在厚度方向上以一定间隔产生紫外光谱，然后计算可见光区域内透光率的算术平均值而获得的数值。可以适当调整样品的厚度、直径和产生紫外光谱的间隔。
下面，将参考实施例详细地描述本发明。只要不改变本发明的主旨，实施例可以被修改为各种形式。
一实施方案提供了一种用于制备具有优异的耐光性和最小化的颜色缺陷的光学材料的可聚合组合物、由该可聚合组合物制备的光学材料及其制备方法。
根据一实施方案的可聚合组合物包括一种或多种类型的多硫醇化合物；一种或多种类型的多异氰酸酯化合物；一种或多种类型的第一紫外线吸收剂，其主要吸收波长(λ1)在320nm至350nm的波长范围内；和一种或多种类型的第二紫外线吸收剂，其主要吸收波长(λ1')在250nm至300nm的波长范围内。
紫外线吸收剂
根据一实施方案的可聚合组合物包括主要吸收波长(λ1)在320nm至350nm的波长范围内的一种或多种类型的第一紫外线吸收剂；以及主要吸收波长(λ1')在250nm至300nm的波长范围内的一种或多种类型的第二紫外线吸收剂。
所述的第一紫外线吸收剂可包括主要吸收波长(λ1)在320nm至350nm的波长范围内的一种或多种类型的紫外线吸收剂。此外，所述的第一紫外线吸收剂还可在290nm至小于320nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ2)。在所述的第一紫外线吸收剂中，所述的主要吸收波长(λ1)可为最大吸收波长(λmax)。
具体地，所述的第一紫外线吸收剂的主要吸收波长(λ1)可在320nm至350nm、320nm至345nm或340nm至350nm的波长范围内。具体地，所述的主要吸收波长(λ1)可在320nm至345nm或340nm至345nm的波长范围内，但不限于此。
此外，所述的第一紫外线吸收剂的主要吸收波长(λ2)可在290nm至小于320nm或290nm至310nm的波长范围内。具体地，所述的主要吸收波长(λ2)可在295nm至305nm的波长范围内，但不限于此。
所述的第二紫外线吸收剂可包括主要吸收波长(λ1')在250nm至300nm的波长范围内的一种或多种类型的紫外线吸收剂。所述的第二紫外线吸收剂还可在320nm至350nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ2')。在所述的第二紫外线吸收剂中，所述的主要吸收波长(λ1')可为最大吸收波长(λmax)。
具体地，所述的第二紫外线吸收器的主要吸收波长(λ1')可在250nm至300nm的波长范围内。具体地，所述的主要吸收波长(λ1')可在280nm至300nm的波长范围内。更具体地，所述的主要吸收波长(λ1')可在280nm至290nm的波长范围内，但不限此。此外，所述的第二紫外线吸收器的主要吸收波长(λ2')可在320nm至350nm的波长范围内。具体地，所述的主要吸收波长(λ2')可在320nm至335nm的波长范围内。更具体地，主要吸收波长(λ2')可在330nm至335nm的波长范围内，但不限于此。
具体地，所述的第一紫外线吸收剂还可在290nm至小于320nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ2)，和所述的第二紫外线吸收剂还可在320nm至350nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ2')。
所述的第一紫外线吸收剂和所述的第二紫外线吸收剂各自可在380nm至780nm的波长范围内具有0.01％以下的吸收率，该波长范围是可见光的波长范围。具体地，所述的第一紫外线吸收剂和所述的第二紫外线吸收剂各自可在380nm至780nm的波长范围内具有0.001％以下的吸收率。更具体地，所述的第一紫外线吸收剂和所述的第二紫外线吸收剂可以不吸收380nm至780nm的波长范围。可见光的吸收率由使用紫外可见光分光光度计在380nm至780nm范围内测量的反射率获得(吸收率(％)＝100-反射率(％))。
所述的第一紫外线吸收剂可为苯并三唑类紫外线吸收剂。具体地，其可为选自包括下式所示的化合物的组中的一种或两种以上的混合物，但不限于此。
[式1]
[式4]
[式5]
[式6]
所述的第二紫外线吸收剂可为二苯甲酮类紫外线吸收剂。具体地，其可为选自包括下式所示的化合物的组中的一种或两种以上的混合物，但不限于此。
[式7]
[式8]
[式9]
[式10]
[式13]
下面，对所述的第一紫外线吸收剂和所述的第二紫外线吸收剂的内容进行说明。
此外，所述的可聚合组合物可包含0.001至10重量份的所述的第一紫外线吸收剂和所述的第二紫外线吸收剂，基于100重量份的多硫醇化合物。具体地，所述的可聚合组合物可包含0.01至5重量份的所述的第一紫外线吸收剂和所述的第二紫外线吸收剂，基于100重量份的多硫醇化合物。更具体地，所述的可聚合组合物可包含0.01至2重量份的所述的第一紫外线吸收剂和所述的第二紫外线吸收剂，基于100重量份的多硫醇化合物，但不限于此。
此外，所述的可聚合组合物可包含10至1000重量份的所述的第二紫外线吸收剂，基于100重量份的所述的第一紫外线吸收剂。具体地，所述的可聚合组合物可包含10至500重量份的所述的第二紫外线吸收剂，基于100重量份的所述的第一紫外线吸收剂。更具体地，所述的可聚合组合物可包含10至100重量份的所述的第二紫外线吸收剂，基于100重量份的所述的第一紫外线吸收剂。甚至更具体地，所述的可聚合组合物可包含10至80重量份的所述的第二紫外线吸收剂，基于100重量份的所述的第一紫外线吸收剂。甚至更具体地，所述的可聚合组合物可包含20至60重量份的所述的第二紫外线吸收剂，基于100重量份的所述的第一紫外线吸收剂，但不限于此。
所述的可聚合组合物可包含一种或多种类型的多异氰酸酯化合物和一种或多种类型的多硫醇化合物。具体地，其可包含一种至五种类型的多异氰酸酯化合物和一种至五种类型的多硫醇化合物。更具体地，其可包含一种至三种类型的多异氰酸酯化合物和一种至四种类型的多硫醇化合物。甚至更具体地，其可包含一种至三种类型的多异氰酸酯化合物和一种至四种类型的多硫醇化合物。甚至更具体地，其可包含一种至两种类型的多异氰酸酯化合物和一种至两种类型的多硫醇化合物。此外，所述的可聚合组合物可包含催化剂。
多异氰酸酯化合物
多异氰酸酯化合物可为通常用于合成聚硫氨酯的常规化合物。例如，其可包含选自由脂肪族异氰酸酯化合物(例如异佛尔酮二异氰酸酯(isophorone diisocyanate)、二环己基甲烷-4,4-二异氰酸酯(dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate)、六亚甲基二异氰酸酯(hexamethylene diisocyanate)、2,2-二甲基戊烷二异氰酸酯(2,2-dimethylpentanediisocyanate)、2,2,4-三甲基己烷二异氰酸酯(2,2,4-trimethylhexane diisocyanate)、丁烯二异氰酸酯(butene diisocyanate)、1,3-丁二烯-1,4-二异氰酸酯(1,3-butadiene-1,4-diisocyanate)、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯(2,4,4-trimethylhexamethylenediisocyanate)、1,6,11-十一烷基异氰酸酯(1,6,11-undecatriisocyanate)、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯(1,3,6-hexamethylene triisocyanate)、1,8-二异氰酸酯-4-(异氰酸甲酯基)辛烷(1,8-diisocyanate-4-isocyanatomethyloctane)、二(异氰酸根合乙基)碳酸盐(bis(isocyanatoethyl)carbonate)和二(异氰酸根合乙基)醚(bis(isocyanatoethyl)ether))，脂环族异氰酸酯化合物(例如异佛尔酮二异氰酸酯(isophorone diisocyanate)、1,2-二(异氰酸根合甲基)环己烷(1,2-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane)、1,3-二(异氰酸根合甲基)环己烷(1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane)、1,4-二(异氰酸根合甲基)环己烷(1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane)、二环己基甲烷-4,4二异氰酸酯(dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate)、环己烷二异氰酸酯(cyclohexanediisocyanate)、甲基环己烷二异氰酸酯(methylcyclohexane diisocyanate)、二环己基二甲基甲烷异氰酸酯(dicyclohexyldimethylmethane isocyanate)、2,2-二甲基二环己基甲烷异氰酸酯(2,2-dimethyldicyclohexylmethane isocyanate)和降冰片烷二异氰酸酯(norbornane diisocyanate))和芳香族异氰酸酯化合物(例如二(异氰酸根合甲基)苯(bis(isocyanatomethyl)benzene)、二(异氰酸根合乙基)苯(bis(isocyanatoethyl)benzene)、二(异氰酸根合丙基)苯(bis(isocyanatopropyl)benzene)、二(异氰酸根合丁基)苯(bis(isocyanatobutyl)benzene)、二(异氰酸根合甲基)萘(bis(isocyanatomethyl)naphthalene)、二(异氰酸根合甲基)二苯醚(bis(isocyanatomethyl)diphenyl ether)、亚苯基二异氰酸酯(phenylene diisocyanate)、乙基亚苯基二异氰酸酯(ethylphenylenediisocyanate)、异丙基亚苯基二异氰酸酯(isopropylphenylene diisocyanate)、二甲基苯二异氰酸酯(dimethylphenylene diisocyanate)、二乙基苯二异氰酸酯(diethylphenylene diisocyanate)、二异丙基苯二异氰酸酯(diisopropylphenylenediisocyanate)、三甲基苯三异氰酸酯(trimethylbenzene triisocyanate)、苯三异氰酸酯(benzene triisocyanate)、联苯二异氰酸酯(biphenyl diisocyanate)、甲苯胺二异氰酸酯(toluidine diisocyanate)、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4-diphenylmethanediisocyanate)、3,3-二甲基二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯(3,3-dimethyldiphenylmethane-4,4-diisocyanate)、联苯-4,4-二异氰酸酯(bibenzyl-4,4-diisocyanate)、二(异氰酸根合苯基)乙烯(bis(isocyanatophenyl)ethylene)、3,3-二甲氧基联苯-4,4-二异氰酸酯(3,3-dimethoxybiphenyl-4,4-diisocyanate)、六氢苯二异氰酸酯(hexahydrobenzenediisocyanate)、六氢二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯(hexahydrodiphenylmethane-4,4-diisocyanate)、邻二甲苯二异氰酸酯(o-xylene diisocyanate)、间二甲苯二异氰酸酯(m-xylene diisocyanate)、对二甲苯二异氰酸酯(p-xylene diisocyanate)和甲苯二异氰酸酯(toluene diisocyanate))，含硫的脂肪族异氰酸酯化合物(例如二(异氰酸根合乙基)硫化物(bis(isocyanatoethyl)sulfide)、二(异氰酸根合丙基)硫化物(bis(isocyanatopropyl)sulfide)、二(异氰酸根合已基)硫化物(bis(isocyanatohexyl)sulfide)、二(异氰酸根合甲基)砜(bis(isocyanatomethyl)sulfone)、二(异氰酸根合甲基)二硫化物(bis(isocyanatomethyl)disulfide)、二(异氰酸根合丙基)二硫化物(bis(isocyanatopropyl)disulfide)、二(异氰酸根合甲硫基)甲烷(bis(isocyanatomethylthio)methane)、二(异氰酸根合乙硫基)甲烷(bis(isocyanatoethylthio)methane)、二(异氰酸根合乙硫基)乙烷(bis(isocyanatoethylthio)ethane)、二(异氰酸根合甲硫基)乙烷(bis(isocyanatomethylthio)ethane)和1,5-二异氰酸酯-2-异氰酸甲酯基-3-硫代戊烷(1,5-diisocyanato-2-isocyanatomethyl-3-thiapentane))，含硫的芳香族异氰酸酯化合物(例如二苯基二硫-2,4-二异氰酸酯(diphenyl disulfide-2,4-diisocyanate)、二苯基二硫-4,4-二异氰酸酯(diphenyl disulfide-4,4-diisocyanate)、3,3-二甲氧基-4,4-二异氰酸酯二苯硫醚(3,3-dimethoxy-4,4-diisocyanatodibenzylthio ether)、二(4-异氰酸根合甲基苯)硫化物(bis(4-isocyanatomethylbenzene)sulfide)、4,4-甲氧基苯硫乙二醇-3,3-二异氰酸酯(4,4-methoxybenzenethioethylene glycol-3,3-diisocyanate)、二苯基二硫-4,4-二异氰酸酯(diphenyl disulfide-4,4-diisocyanate)、2,2-二甲基二苯二硫-5,5-二异氰酸酯(2,2-dimethyldiphenyl disulfide-5,5-diisocyanate)、3,3-二甲基二苯二硫-5,5-二异氰酸酯(3,3-dimethyldiphenyl disulfide-5,5-diisocyanate)、3,3-二甲基二苯二硫-6,6-二异氰酸酯(3,3-dimethyldiphenyl disulfide-6,6-diisocyanate)、4,4-二甲基二苯二硫-5,5-二异氰酸酯(4,4-dimethyldiphenyl disulfide-5,5-diisocyanate)、3,3-二甲氧基二苯二硫-4,4-二异氰酸酯(3,3-dimethoxydiphenyldisulfide-4,4-diisocyanate)和4,4-二甲氧基二苯二硫-3,3-二异氰酸酯(4,4-dimethoxydiphenyl disulfide-3,3-diisocyanate))，和含硫的杂环异氰酸酯化合物(例如2,5-二异氰酸酯噻吩(2,5-diisocyanatothiophene)、2,5-二(异氰酸根合甲基)噻吩(2,5-bis(isocyanatomethyl)thiophene)、2,5-二异氰酸酯四氢噻吩(2,5-diisocyanatotetrahydrothiophene)、2,5-二(异氰酸根合甲基)四氢噻吩)(2,5-bis(isocyanatomethyl)tetrahydrothiophene)、3,4-二(异氰酸根合甲基)四氢噻吩(3,4-bis(isocyanatomethyl)tetrahydrothiophene)、2,5-二异氰酸酯-1,4-二噻吩(2,5-diisocyanato-1,4-dithiane)、2,5-二(异氰酸根合甲基)-1,4-二噻吩(2,5-bis(isocyanatomethyl)-1,4-dithiane)、4,5-二异氰酸酯-1,3-二硫代戊烷(4,5-diisocyanato-1,3-dithiolane)、4,5-二(异氰酸根合甲基)-1,3-二硫代戊烷(4,5-bis(isocyanatomethyl)-1,3-dithiolane)和4,5-二(异氰酸根合甲基)-2-甲基-1,3-二硫代戊烷(4,5-bis(isocyanatomethyl)-2-methyl-1,3-dithiolane)组成的组中的至少一种。具体地，所述的多异氰酸酯化合物可选自由异佛尔酮二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、间二甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和环己烷二异氰酸酯组成的组中的一个至五个。
可以通过ISO 14896“塑料-聚氨酯原材料-异氰酸酯含量的测定”中指定的方法确定多异氰酸酯化合物的NCO含量。
所述的多异氰酸酯化合物中的官能团的数目可为2或3个。
所述的多异氰酸酯化合物的重均分子量可为100g/mol至900g/mol或150g/mol至800g/mol。
多硫醇化合物
所述的多硫醇化合物可为通常用于合成聚硫氨酯的常规化合物。例如，其可包含选自由二(2-(2-巯基乙硫基)-3-巯基丙基)硫化物(bis(2-(2-mercaptoethylthio)-3-mercaptopropyl)sulfide)、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫辛烷(4-mercaptomethyl-1,8-dimercapto-3,6-dithiaoctane)、2,3-二(2-巯基乙硫基)丙烷-1-硫醇(2,3-bis(2-mercaptoethylthio)propane-1-thiol)、2,2-二(巯基甲基)-1，3-丙二酚(2,2-bis(mercaptomethyl)-1,3-propanedithiol)、二(2-巯基乙基)硫化物(bis(2-mercaptoethyl)sulfide)、四(巯基甲基)甲烷(tetrakis(mercaptomethyl)methane)、2-(2-巯基乙硫基)丙烷-1,3-二硫醇(2-(2-mercaptoethylthio)propane-1,3-dithiol)、2-(2,3-二(2-巯基乙硫基)丙硫基)乙硫醇(2-(2,3-bis(2-mercaptoethylthio)propylthio)ethanethiol)、二(2,3-二巯基丙基)硫化物(bis(2,3-dimercaptopropanyl)sulfide)、二(2,3-二巯基丙基)二硫化物(bis(2,3-dimercaptopropanyl)disulfide)、1,2-二(2-巯基乙硫基)-3-巯基丙烷(1,2-bis(2-mercaptoethylthio)-3-mercaptopropane)、1,2-二(2-(2-巯基乙硫基)-3-巯基丙硫基)乙烷(1,2-bis(2-(2-mercaptoethylthio)-3-mercaptopropylthio)ethane)、2-(2-巯基乙硫基)-3-2-巯基-3-[3-巯基-2-(2-巯基乙硫基)-丙硫基]丙硫基丙烷-1-硫醇(2-(2-mercaptoethylthio)-3-2-mercapto-3-[3-mercapto-2-(2-mercaptoethylthio)-propylthio]propylthio-propane-1-thiol)、2,2-二-(3-巯基丙酰氧基甲基)-丁酯(2,2-bis-(3-mercapto-propionyloxymethyl)-butylester)、2-(2-巯基乙硫基)-3-(2-(2-[[3-巯基-2-(2-巯基乙硫基)-丙硫基]乙硫基]乙硫基)丙烷-1-硫醇(2-(2-mercaptoethylthio)-3-(2-(2-[3-mercapto-2-(2-mercaptoethylthio)-propylthio]ethylthio)ethylthio)propane-1-thiol)、(4R,11S)-4,11-二(巯基甲基)-3,6,9,12-四硫代十四烷-1,14-二硫醇((4R,11S)-4,11-bis(mercaptomethyl)-3,6,9,12-tetrathiatetradecane-1,14-dithiol)、(S)-3-((R-2,3-二巯基丙基)硫基)丙烷-1,2-二硫醇((S)-3-((R-2,3-dimercaptopropyl)thio)propane-1,2-dithiol)、(4R,14R)-4,14-二(巯基甲基)-3,6,9,12,15-戊硫代庚烷-1,17-二硫醇((4R,14R)-4,14-bis(mercaptomethyl)-3,6,9,12,15-pentathiaheptane-1,17-dithiol)、(S)-3-(R-3-巯基-2-(((2-巯基乙硫基)丙硫基]丙硫基)-2-(2-巯基乙硫基)丙烷-1-硫醇((S)-3-(R-3-mercapto-2-((2-mercaptoethylthio)propylthio)propylthio)-2-(2-mercaptoethylthio)propane-1-thiol)、3,3'-二硫代二(丙烷-1,2-二硫醇)(3,3'-dithiobis(propane-1,2-dithiol))、(7R,11S)-7,11-二(巯基甲基)-3,6,9,12,15-戊硫代庚烷-1,17-二硫醇((7R,11S)-7,11-bis(mercaptomethyl)-3,6,9,12,15-pentathiaheptadecane-1,17-dithiol)、(7R,12S)-7,12-二(巯基甲基)-3,6,9,10,13,16-六硫代十八烷-1,18-二硫醇((7R,12S)-7,12-bis(mercaptomethyl)-3,6,9,10,13,16-hexathiaoctadecane-1,18-dithiol)、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫代十一烷(5,7-dimercaptomethyl-1,11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecane)、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫代十一烷(4,7-dimercaptomethyl-1,11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecan)、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫代十一烷(4,8-dimercaptomethyl-1,11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecan)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate))、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate))、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)(pentaerythritol tetrakis(2-mercaptoacetate))、二季戊四醇醚六(3-巯基丙酸酯)(bispentaerythritol-ether-hexakis(3-mercaptopropionate))、1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷(1,1,3,3-tetrakis(mercaptomethylthio)propane)、1,1,2,2-四(巯基甲硫基)乙烷(1,1,2,2-tetrakis(mercaptomethylthio)ethane)、4,6-二(巯基甲硫基)-1,3-二硫烷(4,6-bis(mercaptomethylthio)-1,3-dithiane)、1,4-二硫烷-2,5-二甲硫醇(1,4-dithiane-2,5-dimethanthiol)和2-(2,2-二(巯基二甲硫基)乙基)-1,3-二硫烷(2-(2,2-bis(mercaptodimethylthio)ethyl)-1,3-dithiane)中的至少一种。具体地，所述的多硫醇化合物可选自由4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫代辛烷(4-mercaptomethyl-1,8-dimercapto-3,6-dithiaoctane)、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫代十一烷(4,8-dimercaptomethyl-1,11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecane)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate))、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)(pentaerythritol tetrakis(2-mercaptoacetate))和1,4-二噻烷-2,5-二(甲硫醇)(1,4-dithiane-2,5-dimethanethiol)组成的组中的一个至五个。
每单位分子量的多硫醇化合物的当量重量(g/eq.)可通过使用硫醇和碘的氧化还原反应的容量滴定法来测定。
所述的多硫醇化合物中的官能团的数目可为2至6的整数或2至4的整数。
所述的多硫醇化合物的重均分子量可为100g/mol至1,000g/mol或200g/mol至800g/mol。
所述的可聚合组合物可包含摩尔比为0.5至1.5：1的多硫醇化合物和异氰酸酯化合物。具体地，所述的可聚合组合物可包含摩尔比为0.8至1.2：1的多硫醇化合物和异氰酸酯化合物。
催化剂
所述的催化剂可为包含锡的化合物。具体地，所述的催化剂可为选自二丁基二氯化锡、二甲基二氯化锡、二乙基二氯化锡、二丙基二氯化锡、二异丙基二氯化锡和二叔丁基二氯化锡组成的组中的至少一种。
添加剂
根据其目的，所述的可聚合组合物还可包括例如内部脱模剂、聚合引发剂、热稳定剂、发蓝剂、扩链剂、交联剂、光稳定剂、抗氧化剂和填料的添加剂。
例如，所述的内部脱模剂可包含选自由具有全氟烷基、羟基烷基或磷酸酯基的氟基非离子表面活性剂，具有二甲基聚硅氧烷基、羟基烷基或磷酸酯基的有机硅类非离子表面活性剂，烷基季铵盐(例如三甲基十六烷基铵盐(trimethylcetylammonium salt)、三甲基硬脂酸铵盐(trimethylstearylammonium salt)、二甲基乙基十六烷基铵盐(dimethylethylcetylammonium salt)、三乙基十二烷基铵盐(triethyldodecylammoniumsalt)、三辛基甲基铵盐(trioctylmethylammonium salt)和二乙基环己十二烷基铵盐(diethylcyclohexadodecylammonium salt))和酸性磷酸酯组成的组中的至少一种。
所述的聚合引发剂可包括例如胺类、磷类、有机锡类、有机铜类、有机镓类、有机锆类、有机铁类、有机锌和有机铝。
所述的热稳定剂可包括例如金属脂肪酸盐类、磷类、铅类或有机锡类。
所述的发蓝剂在可见光区域具有从橙色到黄色的波长范围的吸收带，并且具有调节由树脂制成的光学材料的颜色的功能。具体地，所述的发蓝剂可包括表现出蓝色至紫罗兰色的材料，但不特别限于此。另外，所述的发蓝剂的实例包括染料、荧光增白剂、荧光颜料和无机颜料。其可根据要生产的光学部件和树脂颜色所需的性质适当地选择。所述的发蓝剂可以单独使用，也可以两种或两种以上组合使用。考虑到在所述的可聚合组合物中的溶解性和要生产的光学材料的透明度，优选使用染料作为发蓝剂。从吸收波长的角度来看，染料可特别地具有520nm至600nm的最大吸收波长。更特别地，其具有540nm至580nm的最大吸收波长。此外，就化合物的结构而言，所述的染料优选蒽醌类染料。添加所述的发蓝剂的方法没有特别限制，可以将所述的发蓝剂预先添加到单体中。具体而言，可以使用各种方法。例如，所述的发蓝剂可以溶解在单体中或可以以高浓度包含在母液中，随后将母液用单体或其他添加剂稀释后再加入。
聚硫氨酯类聚合物(Polythiourethan-based polymer)
将包含所述的多硫醇化合物和所述的多异氰酸酯化合物的可聚合组合物聚合(和固化)以制备聚硫氨酯类聚合物。聚合反应中SH基团与NCO基团的反应摩尔比可为0.5至3.0，特别是0.6至2.0或0.8至1.3。在上述范围内，可以提高光学材料所需的折射率和热阻等性质以及它们之间的平衡。
可聚合组合物的物理性质
所述的可聚合组合物在10℃放置24小时后可具有1,000cps(厘泊)以上的粘度。具体地，所述的可聚合组合物在10℃下放置24小时后，可具有1000至10000cps或1500至10000cps的粘度。如果可聚合组合物在10℃放置24小时后的粘度在上述范围内，可以防止组合物的反应性太高而降低可加工性，或者组合物的反应性太低而降低产量的问题。
当将所述的可聚合组合物制成直径
为75mm、厚度为10mm的样品时，其可具有0％至10％的气泡生成率和0％至8％的条纹生成率。具体地，当将所述的可聚合组合物制成直径为75mm、厚度为10mm的样品时，其可具有0％至8％或0％至5％的气泡生成率和0％至7％或0％至5％的条纹生成率。
所述的可聚合组合物可以同时具有上述所有性质。
所述的可聚合组合物可用于制备光学材料。由可聚合组合物制备的光学材料的具体形式和物理性质如下所述。
光学材料
根据一实施方案，提供了由可聚合组合物制备的光学材料。具体地，所述的光学材料可以由通过固化所述的可聚合组合物制备的模制品构成。此外，所述的光学材料可以通过聚合和成型所述的可聚合组合物来生产。
根据一实施方案的光学材料可以具有88％以上的总透光率。具体地，所述的总透光率可为89％以上。更具体地，所述的总透光率可为90％以上。所述的总透光率是指通过使用紫外-可见分光光度计对制备得到的具有一定厚度和直径的光学材料样品沿厚度方向上以一定间隔产生紫外光谱，然后计算可见光区域内透光率的算术平均值而获得的数值。可以适当调整样品的厚度、直径和产生紫外光谱的间隔。
根据一实施方案的光学材料可具有大于0至1.5的黄色指数的变化(ΔY.I.)。具体地，所述的黄色指数的变化(ΔY.I.)可大于0至1.0。更具体地，所述的黄色指数的变化(ΔY.I.)可大于0至0.6。甚至更具体地，所述的黄色指数的变化(ΔY.I.)可大于0至0.5。甚至更具体地，所述的黄色指数的变化(ΔY.I.)可为0.1至0.6。甚至更具体地，所述的黄色指数的变化(ΔY.I.)可为0.2至0.5。所述的黄色指数的变化(ΔY.I.)可根据下面的公式1计算。
[公式1]
ΔY.I.＝{(234×x+106×y+106)/y}–{(234×xo+106×yo+106)/yo}
在公式1中，xo和yo是在厚度为5mm和
的光学材料的圆板置于紫外光下之前测量的色度坐标，x和y是在光学材料的圆板置于紫外光下24小时之后测量的色度坐标。
具体地，根据公式1计算，所述的光学材料可具有89％以上的总透光率和大于0至1.5的黄色指数的变化(ΔY.I.)。
所述的光学材料对546nm波长的光的折射率可为1.55至1.75。具体地，所述的折射率可为1.55至1.70。更具体地，其可为1.65至1.75，但不限于此。
所述的光学材料可具有30至50的阿贝数。具体地，所述的光学材料可具有35至48的阿贝数。更具体地，所述的光学材料可具有40至45的阿贝数，但不限于此。
所述的光学材料可以同时具有上述所有性质。
所述的光学材料可为光学透镜。更具体地，所述的光学材料可为塑料光学透镜。此外，所述的光学材料可以通过改变其生产中使用的模具而具有各种形状。具体地，所述的光学材料可为眼镜镜片、照相机镜片、发光二极管等的形式。
根据一实施方案，提供了一种由可聚合组合物制备光学材料的方法。具体而言，所述的方法可包括将所述的可聚合组合物注入模具中，然后将其热固化。
具体地，所述的光学材料可以由通过热固化可聚合组合物制备的成型品组成。此外，所述的光学材料通过聚合和成型可聚合组合物(即，多硫醇化合物、多异氰酸酯化合物和催化剂)来制备。
首先，所述的可聚合组合物在减压下脱气，然后将其注入用于成型光学材料的模具中。这种脱气和模具注入可以在例如5℃至40℃的温度范围内进行。具体地，可在5℃至20℃的温度范围内进行。一旦将组合物注入模具中，聚合通常通过将组合物从低温逐渐加热到高温来进行。聚合反应的温度可为例如5℃至200℃，特别是10℃至150℃。此外，为了控制反应速率，可以使用通常用于生产聚硫氨酯的反应催化剂。反应催化剂的具体例子如上所述。
然后，所述的聚硫氨酯类光学材料从模具中脱模。
通过改变生产中使用的模具，所述的光学材料可以具有各种形状。
由上述方法制备的光学材料的具体形式和物理性质如下所述。
具体实施方式
实施例
下面，参照以下实施例详细解释本发明。但是以下实施例旨在进一步说明本发明而不限制其范围。
制备实施例:第一紫外线吸收剂和第二紫外线吸收剂的制备
以下实施例和对比实施例中使用的第一和第二紫外线吸收剂示于下表1和2中。下列化合物可通过已知方法制备或可商购获得。
[表1]
[表2]
在上述表1和表2中， 主要吸收波长被定义为在使用紫外光谱测量的溶解在氯仿中的紫外线吸收剂的吸收模式下的曲线图中差值从(+)变为(-)的拐点。同时，在“主要吸收波长”中具有最大吸收强度的波长被定义为“最大吸收波长(λmax)”。图1和图2分别示出了式1至6所示的化合物和式7至13所示的化合物的紫外光谱。
实施例1至4和对比实施例1至8:光学透镜的制备
通过混合201.4重量份如下式14所示的多异氰酸酯化合物、 196.1重量份如下式15所示的多硫醇化合物、0.04重量份作为催化剂的二丁基二氯化锡、1重量份脱模剂(
Stefan)和紫外线吸收剂来制备可聚合组合物。实施例和对比实施例中使用的紫外线吸收剂的类型和含量显示在下表3中。
[式14]
[式15]
由此制备的可聚合组合物在10℃和2托(torr)下脱气1小时，然后通过3μm的特氟隆过滤器过滤。将过滤后的可聚合组合物注入用胶带组装的尺寸为65cm至85cm的玻璃模具中。所述的模具在10℃静置5小时，以5℃/分钟的速度从10℃加热到120℃，然后在120℃聚合18小时。然后，在玻璃模具中固化的树脂在130℃下进一步固化4小时，再将成型品从玻璃模具中脱模，得到光学透镜。
[表3]
评价例
根据以下方法对实施例和对比实施例中生产的光学材料的物理性质进行评估。结果如下表4所示。
评价例1:光学透镜的耐光性的测量
光学透镜的黄色指数(Y.I.)用分光光度计(Colormate，Shinko)测量。准备厚度为5mm和
的光学透镜的圆板用于测量，并测量色度坐标xo和yo。此后，在安装有UVA340灯的Q-Lab的QUV设备中放置24小时后，测量光学透镜的圆板的色度坐标x和y。黄色指数的变化(ΔY.I.)是根据下列公式1从xo、yo、x和y的测量值计算的。结果如下表4所示。
[公式1]
ΔY.I.＝{(234×x+106×y+106)/y}–{(234×xo+106×yo+106)/yo}
评价例2:光学透镜的总透光率的测量
制备厚度为5mm和
的样品(光学透镜)，并使用紫外-可见分光光度计(Lamda365型，Perkin Elmer)，以1nm的间隔获得厚度方向上的紫外光谱。在此，计算380nm至780nm的可见光区域中的透光率的算术平均值，以获得总透光率。
[表4]
从上表4可以看出，根据实施例1至4制备的光学透镜在暴露于紫外线前后具有较高的总透光率和较小的Y.I.的变化(ΔY.I.)。从这些结果证实，根据实施例制备的光学透镜具有优异的耐光性并且没有颜色缺陷。相比之下，根据对比实施例1至8制备的光学透镜在暴露在紫外线之前和之后具有较低的总透光率和较大的Y.I.的变化(ΔY.I.)。从这些结果可以确认它们具有较差的耐光性并且具有颜色缺陷。
Claims (20)
1.一种可聚合组合物，其包括：
一种或多种类型的多硫醇化合物；
一种或多种类型的多异氰酸酯化合物；
一种或多种类型的第一紫外线吸收剂，其在320nm至350nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ1)；和
一种或多种类型的第二紫外线吸收剂，其在250nm至300nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ1')。
2.如权利要求1所述的可聚合组合物，其中，所述的第一紫外线吸收剂进一步在290nm至小于320nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ2)。
3.如权利要求1所述的可聚合组合物，其中，所述的第二紫外线吸收剂进一步在320nm至350nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ2')。
4.如权利要求1所述的可聚合组合物，其中，所述的第一紫外线吸收剂进一步在290nm至小于320nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ2)，和所述的第二紫外线吸收剂进一步在320nm至350nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ2')。
5.如权利要求1所述的可聚合组合物，其中，所述的第一紫外线吸收剂在320nm至345nm的波长范围内具有主要吸收波长(λ1)。
6.如权利要求1所述的可聚合组合物，其中，所述的主要吸收波长(λ1)为最大吸收波长(λmax)。
7.如权利要求1所述的可聚合组合物，其中，所述的主要吸收波长(λ1')为最大吸收波长(λmax)。
8.如权利要求1所述的可聚合组合物，其中，所述的第一紫外线吸收剂和所述的第二紫外线吸收剂各自在380nm至780nm的波长范围内具有0.01％以下的吸收率。
9.如权利要求1所述的可聚合组合物，其中，所述的第一紫外线吸收剂选自包括下式所示的化合物的组中的一种或两种以上的混合物：
[式1]
[式4]
[式5]
[式6]
10.如权利要求1所述的可聚合组合物，其中，所述的第二紫外线吸收剂选自包括下式所示的化合物的组中的一种或两种以上的混合物：
[式7]
[式8]
[式9]
[式10]
[式13]
11.如权利要求1所述的可聚合组合物，其中，所述的第一紫外线吸收剂选自包括下式所示的化合物的组中的一种或两种以上的混合物：
[式1]
[式4]
[式5]
[式6]
所述的第二紫外线吸收剂选自包括下式所示的化合物的组中的一种或两种以上的混合物：
[式7]
[式8]
[式9]
[式10]
[式13]
12.如权利要求1所述的可聚合组合物，其用于制备光学材料。
13.如权利要求1所述的可聚合组合物，其包含0.001至10重量份的所述的第一紫外线吸收剂和所述的第二紫外线吸收剂，基于100重量份的多硫醇化合物。
14.如权利要求1所述的可聚合组合物，其包含10至1,000重量份的所述的第二紫外线吸收剂，基于100重量份的所述的第一紫外线吸收剂。
15.由如权利要求1所述的可聚合组合物制备的光学材料。
16.如权利要求15所述的光学材料，其具有89％以上的总透光率。
17.如权利要求15所述的光学材料，其具有根据下述的公式1计算的大于0至1.5的黄色指数的变化(ΔY.I.)：
[公式1]
ΔY.I.＝{(234×x+106×y+106)/y}–{(234×xo+106×yo+106)/yo}
在公式1中，xo和yo是在厚度为5mm和
的光学材料的圆板置于紫外光下之前测量的色度坐标，且x和y是在光学材料的圆板置于紫外光下24小时之后测量的色度坐标。
18.如权利要求17所述的光学材料，其中，所述的黄色指数的变化(ΔY.I.)为大于0至1.0。
19.如权利要求15所述的光学材料，其具有89％以上的总透光率，和根据下述的公式1计算的大于0至1.5的黄色指数的变化(ΔY.I.)：
[公式1]
ΔY.I.＝{(234×x+106×y+106)/y}–{(234×xo+106×yo+106)/yo}
在公式1中，xo和yo是在厚度为5mm和
的光学材料的圆板置于紫外光下之前测量的色度坐标，且x和y是在光学材料的圆板置于紫外光下24小时之后测量的色度坐标。
20.如权利要求15所述的光学材料，其为塑料光学透镜。
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